Вибір номінальної потужності розподільних трансформаторів з урахуванням перспективи впровадження розосереджених джерел електричної енергії за засобів її акумулювання
| dc.contributor.advisor | Попов, Володимир Андрійович | |
| dc.contributor.author | Красномовець, Вікторія Олександрівна | |
| dc.date.accessioned | 2021-04-27T09:14:14Z | |
| dc.date.available | 2021-04-27T09:14:14Z | |
| dc.date.issued | 2020 | |
| dc.description.abstract | Актуальність теми. Однією з особливостей сучасних систем електроенергетики є багаторазова трансформація електричної енергії в процесі її передачі та розподілу. Тому сумарна встановлена потужність трансформаторів в кілька разів перевершує встановлену потужність електростанцій. Звідси – постійна увага дослідників до питань раціонального конструювання трансформаторів і вибору їх оптимальної потужності при проектуванні, а також в умовах експлуатації, в тому числі, в системах електропостачання промислових підприємств, міст і сільського господарства. Завдання вибору оптимальної номінальної потужності розподільних трансформаторів є одним з принципових питань, що вирішуються при проектуванні систем електропостачання. Обґрунтоване рішення даної задачі в значній мірі визначає економічну ефективність всього проекту електропостачання. На практиці вибір параметрів, перш за все, номінальної потужності силових трансформаторів в системах електропостачання виконують за розрахунковою потужністю та рекомендованими коефіцієнтами завантаження в нормальному та післяаварійному режимах у більшості випадків без врахування змін сезонного навантаження, а також таких економічних показників як вартість трансформаторів і річних втрат електричної енергії, витрат на експлуатацію трансформаторів, ціни електроенергії та режиму її споживання. Проте такий чисто технічний підхід не може бути виправданим. У сучасних умовах функціонування енергетики всі прийняті під час проектування рішення повинні відповідати умові економічної доцільності. Тому розроблення методики вибору оптимальної потужності трансформаторів на підставі економічних показників з врахуванням технічних обмежень є сьогодні актуальною задачею. При цьому критерієм для економічного обґрунтування оптимальної потужності трансформаторів може служити мінімум дисконтованих витрат, які враховують як капітальні вкладення на спорудження підстанцій, так і витрати на їх експлуатацію. При цьому необхідно зазначити, що вибір номінальної потужності, а відповідно, і кількості трансформаторів, які використовуються для електропостачання певного складу споживачів є комплексним завданням. З одного боку, кількість трансформаторів в кожної ТП, їх завантаження в нормальному режимі визначають надійність електропостачання широкого кола споживачів і економічність (з точки зору мінімізації втрат електричної енергії) роботи самих трансформаторів. З іншого боку це завдання не можна розглядати і вирішувати у відриві від проектування розподільних мереж та перш за все мереж низької напруги. Недоліком існуючих методів є відсутність обліку динаміки зміни ряду техніко-економічних показників, зокрема таких як рівень споживання електроенергії та її вартісті, вартості технічного обслуговування та норми дисконту, що впливає на прийняття рішення при розгляді завдання обгрунтування оптимальної потужності розподільних трансформаторів. Крім цього для підвищення обґрунтованості отриманих результатів, є доцільним прийняти до уваги факт невизначеності зазначених показників, наприклад, шляхом їх завдання у вигляді інтервалу можливих значень,. Крім цього, врахування можливих стратегій розвитку систем електропостачання як за рахунок появи в їх структурі різноманітних засобів розподіленої генерації, так і принципово нового додаткового навантаження, наприклад, у вигляді станцій заправки електромобілів також можуть внести суттєві корективи в вибір оптимальної потужності трансформаторів. Мета та завдання досліджень. Розробка методики та практичних рекомендацій техніко-економічного порівнянні варіантів побудови систем електропостачання з урахуванням фактору невизначеності інформації, що є притаманним задачам проектування та довгострокового планування. Відповідно до мети, в роботі вирішувались наступні завдання: - провести аналіз існуючих методів розрахунку оптимальної потужності трансформаторів, визначити їх недоліки та шляхи удосконалення. - розробити методику техніко-економічних розрахунків на підставі показника NPV з урахуванням об’єктивно існуючої невизначеності інформації відносно низки економічних та технічних параметрів. - розробити алгоритм та провести експериментальні розрахунки при виборі параметрів системи електропостачання міста при інтервальному завданні певних економічних та технічних характеристик проекту. Об’єкт досліджень. Процес урахування невизначеності інформації при розрахунку дисконтованих витрат, пов’язаних з обґрунтуванням оптимальної номінальної потужності розподільних трансформаторів. Предмет досліджень. Методи техніко-економічного обґрунтування кількості та параметрів трансформаторів при проектуванні систем електропостачання з урахуванням невизначеності інформації. Методи дослідження. Основу виконаних досліджень склали такі методи: - метод аналізу інвестицій, який базується на визначенні величини, отриманої шляхом дисконтування різниці між річними відтоками і притоками реальних грошей, які накопичуються впродовж всього життя проекту (NPV); - методи інтервального аналізу; - теорія ігор, як підхід до прийняття рішень в умовах невизначеності; Елементи наукової новизни отриманих результатів. 1. Реалізовано комплексний підхід до проведення техніко-економічного аналізу при обґрунтуванні номільної потужності трансформаторів. 2. Запропонована методологія оцінки невизначеності інформації при техніко-економічному порівнянні варіантів організації електропостачання споживачів. 3. Проведено дослідження, які обгруновують, що важливим фактором, який суттєво впливає на обґрунтування оптимальної номінальної потужності розподільних трансформаторів, є аналіз загальної стратегії розвитку електроенергетичної галузі в плані оцінки темпів та обсягів впровадження розосереджених засобів генерації та акумулювання енергії та реалізації енергозберігаючих заходів Практичне значення отриманих результатів. У магістерській дисертації запопанована методика та розроблено алгоритм обґрунтування оптимальної номінальної потужності розподільних трансформаторів, з урахуванням невизначеності інформації та загальної стратегії розвитку електроенергетичної галузі в плані оцінки темпів та обсягів впровадження розосереджених засобів генерації та акумулювання енергії та реалізації енергозберігаючих заходів. В якості стартап-проекту пропонується реалізація онлайн моніторингу стану трансформаторів, потенційними покупцями якої є промислові підприємства та розполільні енегокомпанії. | uk |
| dc.description.abstracten | Actuality of theme. One of the features of modern power systems is the multiple transformation of electricity in the process of its transmission and distribution. Therefore, the total installed capacity of transformers is several times higher than the installed capacity of power plants. Hence - the constant attention of researchers to the rational design of transformers and the choice of their optimal power in the design, as well as in operating conditions, including in the power supply systems of industrial enterprises, cities and agriculture. The task of choosing the optimal rated power of distribution transformers is one of the fundamental issues addressed in the design of power supply systems. A reasonable solution to this problem largely determines the economic efficiency of the entire power supply project. In practice, the choice of parameters, first of all, of the nominal power of power transformers in power supply systems is performed according to the calculated capacity and recommended load factors in normal and post-emergency modes in most cases without taking into account changes in seasonal load, as well as economic indicators such as transformers energy, operating costs of transformers, electricity prices and consumption. However, this is a purely technical approach cannot be justified. In modern conditions of energy operation, all decisions made during the design must meet the condition of economic feasibility. Therefore, the development of methods for selecting the optimal power of transformers on the basis of economic indicators, taking into account technical limitations is an urgent task today. In this case, the criterion for economic justification of the optimal power of transformers can be a minimum of discounted costs, which take into account both capital investments in the construction of substations and the costs of their operation. It should be noted that the choice of rated power and, accordingly, the number of transformers used for power supply to a certain group of consumers is a complex task. On the one hand, the number of transformers in each TP, their loading in the normal mode determine the reliability of power supply to a wide range of consumers and efficiency (in terms of minimizing electricity losses) of the transformers themselves. On the other hand, this problem cannot be considered and solved in isolation from the design of distribution networks and, above all, low-voltage networks. The disadvantage of existing methods is the lack of accounting for the dynamics of changes in a number of technical and economic indicators, such as the level of electricity consumption and its cost, maintenance costs and discount rates, which influences decision-making when considering the task of justifying optimal power transformers. In addition, to increase the validity of the results, it is advisable to take into account the uncertainty of these indicators, for example, by setting them as an interval of possible values. In addition, taking into account possible strategies for the development of power supply systems due to the appearance in their structure of various means of distributed generation, and a fundamentally new additional load, for example, in the form of electric filling stations can also make significant adjustments in choosing optimal transformer power. The purpose and tasks of study. Development of methods and practical recommendations for technical and economic comparison of options for building power supply systems, taking into account the factor of uncertainty of information, which is inherent in the tasks of design and long-term planning. In accordance with the purpose, the following tasks were solved in the work: - to analyze the existing methods of calculating the optimal power of transformers, to identify their shortcomings and ways to improve. - to develop a method of technical and economic calculations based on the NPV indicator, taking into account the objectively existing uncertainty of information regarding a number of economic and technical parameters. - to develop an algorithm and conduct experimental calculations when choosing the parameters of the city's power supply system with the interval task of certain economic and technical characteristics of the project. Object of research. The process of taking into account the uncertainty of information when calculating the discounted costs associated with the justification of the optimal rated power of distribution transformers. Subject of research. Methods of feasibility study of the number and parameters of transformers in the design of power supply systems, taking into account the uncertainty of information. Research methods. The basis of the research was the following methods: - method of investment analysis, which is based on determining the value obtained by discounting the difference between annual outflows and inflows of real money that accumulate throughout the life of the project (NPV); - methods of interval analysis; - game theory as an approach to decision making in conditions of uncertainty; Elements of scientific novelty of the obtained results. 1. A comprehensive approach to technical and economic analysis in substantiating the rated power of transformers. 2. The methodology of estimation of uncertainty of the information at technical and economic comparison of variants of the organization of power supply of consumers is offered. 3. Studies have been conducted that substantiate that an important factor that significantly affects the justification of the optimal rated power of distribution transformers is the analysis of the overall strategy of the electricity industry in terms of assessing the pace and volume of implementation of dispersed means of energy generation and storage and energy saving measures. The practical value oft he results. In the master's dissertation the method is developed and the algorithm of substantiation of optimum nominal power of distribution transformers is developed, taking into account uncertainty of the information and the general strategy of development of electric power branch in the plan of estimation of rates and volumes of introduction of dispersed means of generation and accumulation of energy saving measures. As a startup project, it is proposed to implement online monitoring of the condition of transformers, potential buyers of which are industrial enterprises and power companies. | uk |
| dc.format.page | 101 с. | uk |
| dc.identifier.citation | Красномовець, В. О. Вибір номінальної потужності розподільних трансформаторів з урахуванням перспективи впровадження розосереджених джерел електричної енергії за засобів її акумулювання : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Красномовець Вікторія Олександрівна. – Київ, 2020. – 101 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/40796 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | системи електропостачання | uk |
| dc.subject | розподільні трансформатори | uk |
| dc.subject | техніко-економічний аналіз | uk |
| dc.subject | інтервальна математика | uk |
| dc.subject | теорія ігор | uk |
| dc.subject | power supply systems | uk |
| dc.subject | distribution transformers | uk |
| dc.subject | technical and economic analysis | uk |
| dc.subject | interval mathematics | uk |
| dc.subject | game theory | uk |
| dc.title | Вибір номінальної потужності розподільних трансформаторів з урахуванням перспективи впровадження розосереджених джерел електричної енергії за засобів її акумулювання | uk |
| dc.type | Master Thesis | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Krasnomovets_magistr.pdf
- Розмір:
- 1.04 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
- Опис:
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 9.01 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: